Сети

Сеть кажется прозрачной, пока работает, и совершенно непрозрачной, когда ломается. Инженер эксплуатации не проектирует магистрали, но обязан уметь проследить путь пакета: как имя превращается в адрес, как адрес превращается в MAC, куда пакет уходит с хоста и почему firewall его тихо проглотил. Большинство «загадочных» инцидентов — это подмена в /etc/hosts, заблокированный ICMP, исчерпанная таблица NAT или неверная маска подсети, а вовсе не «сеть глючит».

Эта тема разложена по уровням снизу вверх — от кадра и ARP до маршрутизации, NAT и защиты периметра. Мы намеренно называем ловушки, на которых валятся собеседования: SSH на прикладном уровне, а не на транспортном; ARP не ходит через маршрутизаторы; побеждает самый длинный префикс, а не самый короткий; голос идёт по UDP не «потому что быстрее», а потому что поздний повтор бесполезен. Всё обучение — в слоях ниже; здесь только карта.

Карта темы

• Модель OSI — семь уровней как система координат и на каком из них живут коммутатор, маршрутизатор и SSH.
• Ethernet-кадр и устройства — поля кадра, CRC для контроля ошибок и разница между L2-коммутатором, L3-коммутатором и маршрутизатором.
• Протокол ARP — как хост находит MAC по IPv4 через broadcast в пределах одного сегмента.
• Подсети IPv4 — как из длины префикса посчитать число хостов и почему из адресов вычитают два.
• Трёхстороннее рукопожатие TCP — обмен SYN → SYN-ACK → ACK и синхронизация номеров последовательностей.
• TCP против UDP — надёжность и упорядочивание против низкой задержки и почему голос выбирает UDP.
• Разрешение DNS — обход иерархии рекурсивным resolver, роли серверов, кэш по TTL и транспорт UDP/53.
• Файл /etc/hosts и порядок разрешения — как nsswitch.conf ставит локальный файл перед DNS и как это отлаживать.
• Путь запроса curl — полный жизненный цикл curl https://… от $PATH и DNS до TLS и HTTP.
• Проверка доступности порта — telnet, nc, nmap против ложного «ping прошёл — значит порт открыт».
• Выбор next-hop — самый длинный префикс, административная дистанция и разница RIB и FIB.
• NAT, SNAT, DNAT, PAT — переписывание адресов на границе и чем отличается трансляция источника, назначения и портов.
• Динамическая маршрутизация — семейства distance-vector, link-state и path-vector и основы BGP.
• Балансировка нагрузки — round-robin, least-connections, ip-hash и прилипание сессии.
• Соединение FTP — два канала, активный и пассивный режим и дружба с NAT.
• Path MTU Discovery — поиск максимального пакета через ICMP и чёрная дыра при его блокировке.
• AAA и RADIUS/TACACS+ — три A контроля доступа и разница RADIUS и TACACS+.
• Категории DDoS — объёмные, протокольные и прикладные атаки и почему они бьют по разным ресурсам.

Частые ошибки и ловушки

Значение для собеседований

Сети — любимый способ проверить, мыслите ли вы механизмами или заучили определения. Хороший ответ прослеживает путь: «имя → /etc/hosts/DNS → IP → ARP/маршрут → TCP-рукопожатие → TLS → HTTP». Кандидат, который на вопрос «что происходит при curl» рассказывает эту цепочку по шагам, сразу опережает того, кто говорит «ну, отправляется запрос».

Что обычно проверяют:

• Уровни OSI и на каком из них работают коммутатор (L2), маршрутизатор (L3), SSH (L7).
• Быстрый устный расчёт подсети и осознание, что адрес сети и broadcast не назначаются хостам.
• Порядок разрешения имени и почему ping и nslookup могут дать разный IP.
• Разницу TCP/UDP, SNAT/DNAT/PAT, выбор next-hop по длине префикса и административной дистанции.

Типичный неверный ответ: «ping прошёл, значит сервис работает». ping подтверждает лишь ICMP-достижимость хоста; порт может быть закрыт, приложение — упасть, а firewall — резать именно TCP. Проверять доступность порта нужно telnet, nc -zv или nmap.